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1、水闸的概念及计算第 八 章 水 闸 8 - 5闸室的布置和构造教学内容底板、闸墩、工作桥、交 通 桥 一 、底板按形状分： 有水平底板、 低实用堰底板（ 上游水位高， 流量又受限制） 。河宽、 孔多。 需用横缝将闸室分成若干闸段（ 每个闸段可分为一孔、 两孔、三孔）按底板与闸墩的连接方式分：整体式、分离式? 整体式闸底板与闸墩浇筑成整体，墩中分缝。（ 也有闸室底板中间分缝的）底板形式? 实心底板？? ? 箱式底板：地基承载力较差，30?40kpa?适用于松散地基，地震烈度较高的地区？ 分离式单孔底板上设双缝，将底板与闸墩分开适用：坚基，紧密的地基上，不会产生不均匀沉降。底板顺水流方向的长度：满
2、足上部结构布置，结构强度和抗滑稳定要求。二、闸墩材料：常用混凝土、浆砌石、少筋混凝土。作用：分隔闸孔，支承闸以及上部结构。材料：碎或浆砌石。外形轮廊：过闸水流平顺，侧向收缩小，以加大过水能力。分方形、三角形、半圆形、流线形。高程：上游高出最高水位并有一定超高。 长度：与闸底板顺水流长度相同。上、下游侧：铅直或10:15 :1竖坡。闸墩厚度：满足强度，稳定要求，决定于工作门槽深度和门槽颈部厚度。门槽颈部厚度最小值为0.5m 门槽深0.3m 槽宽0.51.0缝墩：1 .2 1 .5检修门槽与工作门槽之间须保持1 . 52 .0 m净距。 胸墙与检修门槽之间也应留足1 .0 m以上的间距。 三、闸门
3、检修门一平门- 一位置：上游侧工作门一弧门- 位置：上游侧下游侧（ 利用水重帮助闸室稳定） 闸门顶部高程：应高于可能最高蓄水位。 四、胸墙固定式、活动式1 1作用：减少闸的高度，减轻立门重和降低对启闭机重量的要求。布置位置：置于门后- 闸门紧靠胸墙，且止水效果好而简单；门前一止水结构复杂，易于磨损，有利于启闭，钢丝绳不易磨损？顶高程：顶与闸墩齐平。 底梁梁底高程：满足堰流的要求，堰顶高程十堰顶下游水深十 (0.2m)。 厚度：不小于0.150.2m 结构形式：板式、梁板式。 支撑方式：固接、简 支 五 、交通桥及工作桥? 一般设在水闸下游一侧? ? ? 有时设在水闸上游一侧，利用水重，帮助闸
4、室 稳 定 ( 葛 洲 坝 ) ？ 交通桥？工作桥：安装启闭设备可低些，但亦应大于1.7高为平面直升门高的70低得多。六、分缝方式及止水设备1. 分缝水闸沿垂直水流方向每隔一定距离，必须设置沉降缝予以分开，以免闸室因地基不均匀沉降及伸缩变形而产生裂缝。缝的间距岩基上不宜超过20m, 土基上不宜超过35m, 缝 宽 23cm。除了闸室分缝外，凡相邻结构荷重相差悬殊或结构较长、面积较大的地方，都需设缝分开。如在铺盖与水闸底板连接处、翼墙与边墩及铺盖连接处、消力池底板与闸底板、翼墙连再 加 1.01.5m接处都要设沉降缝，当混凝土铺盖及消力池底板面积较大时，也要设沉降缝。2. 止水。凡具有防渗要求的
5、缝，都应设止水。按照止水设备的方向，有铅直止水和水平止水两种。前者设在缝墩中、边墩与翼墙之间以及各段翼墙之间等。后者设在铺盖、消力池底板与闸底板、翼墙之间，闸底板与铺盖、消力池底板间的分缝处等1）止水形式垂直止水- - 闸墩（ 缝 墩 ）中的边墩与岸墙之间的、岸墙与翼墙之间的接缝、以及翼墙的分段缝。水平止水- 一铺盖与底板之间；铺盖与两侧翼墙底板之间；底板分缝隙段；碎或混凝土铺盖的分坝缝；闸后护坦与闸底板之间的分缝；护坦与翼墙之间的接缝；护坦分坝缝。2）止水设备垂直止水设备一般都设在靠近上游挡水面处（ 临水面0.2 0.5m）止水设备上游部分的缝应该是不透水的，下游宜保持通畅，此外，止水设备应
6、防止两个相邻构件之间因发生相对垂直位移而被撕裂。水平止水多布置在距上面0.2 0.3m处， 在缝下面铺设2 3层油毛毡或沥青片。 材料：紫铜片、塑料止水带、橡皮止水带缝与止水平面位置示意图8-6 闸室稳定分析、沉降校核及地基处理教学内容闸室稳定分析、沉降计算、地基处理教学重点闸室稳定分析一、闸室稳定分析闸室应在任何情况下（ 施工、竣工、运用、检修）都是稳定的。1、竣 工 期 （ 地基受到的压力最大）（1）沉陷问题：a、过 大 的 （ 均匀）沉陷一堰顶高程降低，达不到设计要求；b、不均匀沉陷：闸顶倾斜，甚至断裂（2）压力过大： 地基受到压力过大， 结构受到破坏， 失去稳定性。2、运 用 期 （
7、或检修期）同时受到重力和水平力的作用a、表面滑动：当底板与地基之间垂直压应力6较小时， 在水平推力作用下，闸室底板有可能沿地基表面发生滑动，称为表面滑动b、深层滑动：当作用与地基上的铅直荷载较大时，可能连同一部分地基土体一起滑动，称为深层滑动计算取一个闸室单元为验算对象（ 以缝为界， 单元可能是一孔、 两孔、三孔 ） 。（ 一）荷载及其组合闸室所受的主要荷载：自重、 水重、水平水压力、 扬压力、 波浪压力、地震力、泥沙压力。地震力按拟静力法计算浪压力：波 浪 要 素 （ 波高、波长、周期）确定后，按重力坝部分所讲公式进行计算浪压力。水平水压力：佐铺盖：b、d点的水平水压力强，分别等于该点的扬压
8、力强度（ 浮托力+ 渗透压力）b点 之 间 按 直 线 变 化 黏 土 铺 盖 ：pa?Hlpb?hbhb为b点的扬压力水头二、闸室的稳定性及其安全指标闸室稳定性所包含的内容：1、不致于沿地基面或深层滑动2、不发生明显的倾斜3、平均基底压力不大于地基的容许承载力地基反力分布的不均匀程度（ 闸室上、下游端地基反力的比值）?max?min? 值越大，沉降差越大，闸室的倾斜度也越大三、计算方法1、验算闸室基底压力max?mln?对称闸孔：？w6?WA土AB受力不对称的闸孔：按双向偏心受压公式计算2、验算闸室的抗滑稳定闸室产生平面滑动或深层滑动的判别。u=A y bBtg 6 +2C （ 1+tg 6
9、 ）（1）当闸底最大压应力。（ 2）当闸底最大压应力。计算平面滑动的公式maxmax小于。u ,可只做平面滑动验算 大于。u ,需作深层滑动核算摩擦公式： Kc?f?w?p 抗剪断公式：Kc?tg?O?w?cOA?P抗滑稳定计算的关键，在于合理选用f、6 0、c0提高表层抗滑稳定的措施（ 1）将高水位一侧的防渗铺盖适当延长，或将低水位一侧的排水设备适当向高水位一侧延伸，以减小作用在底板上的渗透压力。（2）将闸室位置适当移向低水位一侧，利用水重。（3）适当增加齿墙深度，以提高抗滑力。（4 ）利用高水位一侧的混凝土铺盖作为阻滑板。（ 用钢筋和闸室底板可靠的连接起来）计算公式：S?0.8f（ Wl?
10、W2?U）式中：0.8一考虑土壤变形及连接钢筋拉伸变形等因素。3、验算闸基的整体稳定（1）在竖向荷载作用下的地基承载力（2）在竖向荷载和水平荷载共同作用下，地基承载力核算。四、沉降校核土基压缩变形大均匀沉降：建筑物顶部高程降低，影响正常运行。不均匀沉降：闸室倾斜、裂缝、止水破坏。计算沉降的方法：采用分层总和法。( 土力学)沉陷允许值：最大沉降允许值：10-15cm；最大沉降差值：3-5cmo减少不均匀沉降的措施：(1先施工，使地基先行预压。?max(2 )布置要匀称，使?min (3匀沉陷的要求。(4某一挡潮排涝闸，闸室分缝距离为36.40m强闸室刚度后，最大沉降差仅为4.2cm (5 ( 6
11、 )进行必要的地基处理，以提高地基承载力五、地基处理根据工程实践：粘性土贯入击数>5砂性土贯入击数>8可不做地基处理直接建闸.常用的处理方法：( )预压加固预压堆石高度，应使预压荷重约为1.52.0倍水闸荷载，但不能超过地基的承载能力，否则会造成天然地基的破坏。为了缩短预压施工时间，可在地基中设置塑料排水板，以改善软土地基的排水条件，加快地基固结。塑料排水板间距一般为13 m ,深度应穿过预压层。（ 二）换土垫层适用情况: 软弱粘性土薄层、浅表一- 全部挖除层厚采用换土垫层通常采用砂垫层、壤土垫层垫层作用：（1）垫层使应力扩散，提高地基的稳定性。（2）减小地基沉降量（3）具有良好的
12、排水作用，有利于软土地基加速固结。设计内容：换砂厚度、宽度、材料、级配等。（ 三）桩 基 础 （ 深基础）当水闸上部结构重量大，不宜采用上述方法的，可参考桩基。从施工角度来分：预制桩、钻孔灌注桩受力特点来分：支撑桩一- 软土、浅层摩擦桩- - 土层很厚优点：大大提高地基的承载力缺点：底板与土层分离（ 四）沉 井 基 础 （ 深基础）适用条件：闸下有较厚的软土层，要求闸的基础埋置较深。不适用于闸基下有流沙、蛮石、树干或表面倾斜较大的岩层。沉井是一种筒状结构物，可用浆砌石、碎或钢筋佐制成。沉井平面尺寸视上部结构而定，一般只要略大于上部结构的尺寸即可。沉井的接缝应置于闸的沉降缝之下，使上部结构能够适
13、应下部基础的沉降。（ 五）振冲砂石桩它是利用一个直径为0.30.8m,长约2m,下端设有喷水口的振冲器，先在土基内造孔，下管，然后，向上移动，边振动，边沿管向下填注砂石料形成砂石桩。桩径一般为0.60.8m ,间 距1.52.5m ,呈梅花形或正方形布置。桩的深度根据设计要求和施工条件确定，一般为810m。振冲桩的砂石料宜有良好的级配，碎石最大粒径不宜大于5cm。振冲砂石桩适用于松砂或软弱的壤土地基。（ 六 ）强夯法它是由重锤夯实法发展起来的。用100400kN重锤从625m高处自由落下，撞击土层，每分钟2或3次。该法适用于细砂、中砂和砂壤土等强透水的土层。在透水性差的粘性土地基上，如设置砂井
14、（ 或排水板） ，也可收到较好的效果。（ 七 ）爆炸法在松砂层厚度较大的地基上建闸，可采用爆炸振密法。先在地基内钻孔，孔距约56 m ,沿孔深每隔一定距离放置适量的炸药，利用爆炸力使松砂密实。 该法对粗砂、中砂地基比较有效， 而对细砂， 尤其是粉砂地基，效果较差。爆炸振密深度一般不超过10m。（ A ）高速旋喷法旋喷法是用钻机以射水法钻进至设计高程，然后由安装在钻杆下端的特殊喷嘴把高压水、压缩空气和水泥浆或其他化学浆液高速喷出，搅动土体，同时钻杆边旋转边提升，使土体与浆液混合，形成桩柱，以达到加固地基的目的。旋喷法可用来加固粘性土及砂性土地基，也可用作砂卵石层的防渗帷幕，适用范围较广。8-7
15、闸室的结构计算教学内容底板结构计算、闸墩结构计算教学重点底板结构计算的弹性地基梁法学时整体计算：用有限元法分解成若干部件：闸室为空间结构，受力复杂，为简化计算一般将它分解为若干部件（ 如闸墩、底板、胸墙、桥梁等）分别单独计算，在单独计算时，应考虑它们之间的相互作用。 一、底 板 的 结 构 计 算 （ 一）整体式平底板底板支撑在地基上，因其平面尺寸远较厚度为大，可视为地基上的一块板， 受力情况比较复杂。目前又只能采用近似的计算方法进行强度分析。不同的地基情况采用不同的计算方法1. 所谓弹性地基梁法：认为梁与地基都是弹性体，梁卧置于弹性地基上，梁受荷载发生弯曲变形，地基受压产生沉降，而梁与地基紧
16、密接触,所以他们的变形和沉降是相等的，根据变形协调条件和静力平衡条件，确定地基反力及梁的内力。土层厚薄不同计算方法有别：半无限弹性体弹性地基梁法计算步骤：（ 1）用偏心受压公式计算闸底纵向（ 顺水流方向）的地基反力。max?min?A一闸室基地面的面积?w6?w?AABB一闸室底板的长度（2）计算板条及墩条上的不平衡剪力。由于闸门上下游水位差较大，故以闸门为界，将闸室分为两段，分别在两段的中央取一单宽板条进行分析和计算。由于闸室上的荷载沿水流方向是有突变的（ 工作桥设备等只是在闸顶某一局部） ，而地基反力是连续变化的，故作用在板条和墩条上的力是不平衡的，在墩条和板条的两侧必然作用有剪力Q1和Q
17、2,并由Q1和Q2的差值来维持板条及墩条上力的平衡， 差值 Q = Q1-Q 2 ,称为不平衡剪力。以下游段为例说明AQGlG'?22?Q?(ql?q2?q3?q4)L?0b2b2由上式可求出 ( !若A Q 为正，其方向向下若A Q 为负，其方向向上(3 ) 闸墩及底板的不平衡剪力分配。分配原则：A Q 由闸墩及底板共同承担、各自承担的数值，可根据剪应力分布图面积按比例确定。( 需绘剪应力分布图)对于简单的板条及墩条截面，可直接应用积分法求得：由材料力学可知， 截面上的剪应力Ty为 Ty?QSbJ (kpa)4 式中：J-截面惯性矩，(m)S一计算截面以下( 外) 的面积对全截面形心
18、轴的面积矩，(m)b截面在y 处的宽度，底板处b = L,闸墩处b=dl+d2 m则板条上的不平衡剪力 (1板ee3?Q 板? ? ?yLdy?ff?QsLdyJL?Q?Sdy?JF E?Qe?y?(e?y)L(y?)dyJ?2f?e ?Q?2313?2e?ef?f?32J3?Q 墩? ?Q?Q 板一般情况，不平衡剪力的分配比例是：底 板 约 为1015%闸 墩 约 为85-90%( 4 )计算基础梁上的荷载分配给闸墩的不平衡剪力作为梁的集中力P1?中墩集中力：Gldl?Q墩()b22d2?dlG2d2?Q 墩()b22d2?dl?Q板P2? 缝墩集中力：分配给底板上的不平衡剪力化作均布荷载，
19、与其他荷载合并。L底板自重q l的取值: 粘性土地基: 计算中可采用底板自重的50100%砂性土地基：底板对地基影响不大，在计算中可以不计。( 5 )考虑边荷载的影响'q?ql?q2?q3?定义：边荷载是指计算闸段底板两侧的闸室或边墩背后回填土及岸墙作用于计算闸段上的荷载。影响：边荷载对底板内力的影响，与a.地基土质b. 作用的荷载c. 荷载的施加程序有关。但施工情况十分复杂，在实际工程中，一般按下述原则考虑：1)修建计算闸孔段之前，两边相邻闸孔已经完建的情况；如由于边荷载的作用减小了底板内力，则边荷载的影响不予考虑。如果由于边荷载的作用增加了底板内力，此时在沙土地基中50%的影响，在
20、黏土地基中则要考虑100%的影响。2）计算闸孔先建，相邻闸孔为后建的情况，由于边荷载使低板内力增加时，必须考虑100%的影响，如由于边荷载作用使底板内力减小时，则在沙土地基中50%的影响，在黏土地基中不考虑其影响。边荷载影响范围的确定：如果边荷载的分布范围较大，一般可只取等于基础梁的计算长度2L （ 一个闸室单元的长度）范围内的边荷载来计算就够了。计算：查边荷载计算表（6）地基反力及梁的内力计算当地基梁的荷载确定后，根据2T/L鉴别所需的计算方式以下是弹性地基梁郭氏法的计算步骤：1） 首先确定基础梁的柔性指数t （ 反映梁和地基相对柔软程度的系数）式中：E 0 -地基的压缩摸量E - -梁的弹
21、性摸量L - -梁长的一半H - -梁的高度根据不同的t值查看相应的郭氏表，当计算所得t值在表中不能直接查得时，可用与该t值相近的表格，而无须进行内插。2）当梁上受到若干个荷载时，可分别计算，然后进行迭加，即可求得地基反力或梁的内力。内力：底板的剪应力（ 主拉应力）都较小，可不计算，主要计算M。（7）配筋画出M 包 络 图 竣 工 ，正常挡水设计，校核根据M 图配筋2、反力直线分布法假定：地基反力在垂直水流流向均匀分布，顺水流方面按直线分布。计算步骤：（1）用偏心受压公式计算闸底纵向地基反力（2）确定单宽板条及墩条上的不平衡剪力（3）将不平衡剪力在闸墩和底板上进地分配（ 4）计算作用在底板梁上
22、的荷载（5）按静定结构计算底板内力优点：计算简便缺点：（1）没有考虑底板与地基间的变形协调条件（2）假定横向地基反力均匀分布与实际情况不符3、倒置梁法将闸墩当作底板的支座，其它假定同上。（ 二）其它型式的底板分离式底板的闸孔中间部分一般不进行结构计算。整体式灌注桩基，仅地基反力由桩承担，其余计算同上。二、闸墩的结构计算假定：闸墩作为固接于底板上的悬臂结构t?10E0L3（ ） Eh计算内容：a、闸墩应力b、平面闸门槽应力c、孤形闸门支座的应力计算。（ 一）平面闸门闸墩计算内容：（1）验算水平截面（ 主要是墩底）应 力 （ 因为墩底应力最大） ；（2）门槽应力。验算情况：1 . 运行期：（1）闸
23、门全部关闭；（2） 一孔全开泄流，邻孔关闭（ 或局部开启）2 . 检修期：一孔检修，邻孔运行。1.闸墩水平截面上的正应力和剪应力1）正应力式中：？My?W?Mx?x?yAlxly （ kpa） ?Mx.?My一 一 计 算截面以上各力对截面形心轴y 和 x 的力矩总和IX ly - -计算截面对其形心轴y和x的惯性矩Y x - 一计算点到形心轴沿y和x向的距离2）剪 应 力?x?QxSxlxd （ kpa） （ 顺水流方向）QySylyd （ kpa） （ 垂直水流方向）？y?式中：Sx.Sy - 分别为计算点以外的面积对形心轴y和x的面积矩d 一闸墩厚度B 闸墩长度3）对缝墩或一侧闸门开启另
24、一侧闸门关闭的中墩，各水平力对水平截面形心还将产生扭矩M t,位 于y轴边缘的?Tmax1 .闸槽应力计算计算闸门槽顶部的应力目前尚无完善的方法，在实际工程中应用有下列几种方法：1）取门槽下游的闸墩为脱离体，用材料力学方法计算顶部内力（ 天大教材，第二版）?Tmax?MT0.3Bd22）将门槽顶部看作轴心受拉构件，但顶部所受拉力，全由门槽配筋来承担。3）将门槽顶部看作轴心受拉构件，但顶部所受拉力假定由门槽配筋和下游段闸墩水平截面上的剪力共同承担。假定：剪应力在上、下水平截面上均匀分布AAP1?（ Q下?Q上1?P1AA（ KN）式中：A l一 门槽顶部以前闸墩的水平截面面积A 一闸墩的水平截面
25、面积门槽顶部所受拉力P1与门槽的位置有关，门槽愈靠下游，P1愈大，1m高闸墩门槽顶部所产生的拉应力6为 ？?pib （ kpa）式中：p门槽顶部宽度6 >硅容许拉力- 一按受力情况配筋6<佐容许拉力- 按构造配筋（ 二） 弧形闸门闸墩除计算底部应力外， 还应验算牛腿及其附近的应力弧门支撑钱座布置形式:1. 在闸墩上直接布置较座2 .校座布置在伸出于闸墩体外的牛腿上 8 - 8水闸与两岸的连接建筑教学内容：连接建筑物的作用、形式、布置学时：一、连接建筑物的作用组成: 上、下游翼墙和边墩（ 或边墩和岸墙）有时还设有防渗刺墙作用：1）挡住两侧填土，维持土坝及两岸的稳定2）上游翼墙主要用于
26、引导水流平顺进闸，下游翼墙使出闸水流均匀扩散，减少冲刷。3）保 护 河 床 （ 或土壤）边坡不受过闸水流冲刷4）控制通过闸身两侧的渗流，防止河岸或与之相连的土坝的渗流变形。5）在软弱地基上，设有独立的岸墙时，可以减少两岸沉降对闸身应力的影响。在水闸工程中，两岸相连建筑物的造价可占工程总造价的1540% ,闸孔愈少，所占比重愈大。二、连接建筑物的形式与布置：（ 一）边墩和岸墙1）边墩直接与堤岸连接：闸基较好，闸高不大，孔数少时2）边墩直接与堤岸连接，但边墩与底板设有沉降缝，闸身较高，边墩自重及其背后土重都较大时，设缝后，受力状态有所改善。边墩形式：重力式、悬臂式、扶壁式、空箱式连、拱空箱式3）在
27、边墩背后加设专门的挡土岸墙，边墩与岸墙三者之间用分缝分开，这样边墩不承受侧向土压力，减少闸基与两岸不均匀沉降的影响。岸墙形式： 悬臂式、扶壁式、空箱式、连拱式岸墙与边墩结合 适用：闸室H<6M ,地基承载力较大岸墙与边墩分开适用：闸室较高，孔数较多地基软弱岸墙部分挡水 适用：闸室较高而地基承载力又较低（ 二）翼墙上游翼墙作用：1）挡土 2）引导水流平顺入闸室3）起 防 渗 作 用4）保护两岸或土坝边坡不 受过闸水流的冲刷下游翼墙作用：1）挡土 2）引导水流出闸后均匀扩散，避免出现不利流态上下游翼墙五种形式：反翼墙、扭曲面翼墙、斜降翼墙、圆弧翼墙、斜坡式翼墙1）曲线式：圆弧、反翼墙2）扭曲
28、面式3）斜降式（ 八字形）高度随其向上、下游延伸而逐渐降低，到末端与河床平齐。三、连接结构物的防渗设计绕流渗透或侧向绕流防渗排水设计总原则：滞渗与导渗相结合 8 -9其他形式的水闸- 橡胶坝橡胶坝适用于低水头、大跨度的闸坝工程，橡胶坝的高度一般不高于6 .0 m ,单跨长度一般为50100m。主要用于：灌溉、防洪和改善环境一、橡胶坝的类型橡胶坝按充胀介质可分为充水式、充气式。充水橡胶坝在坝顶溢流时袋形比较稳定， 过水均匀， 对下游冲刷较小;由于气体具有较大的压缩性，充气橡胶坝在坝顶溢流时，出现凹口现象,水流集中，对下游河道冲刷较强。在有冰冻的地区，充气橡胶坝内的介质没有冰冻问题；充水橡胶坝不具
29、备这一优点。充气橡胶坝气密性要求高;充水橡胶坝这方面的要求相对低些。橡胶坝按岸墙的结构型式可分为直墙式和斜坡式。二、橡胶坝的组成橡胶坝由上游连接段、橡胶坝段、下游连接段和橡胶坝控制系统等四部分组成橡胶坝主要依靠坝袋内的胶布来承受拉力的，橡胶保护胶布免受外力的损害，根据坝的高度不同，可以选择一布二胶、二布三胶和三布四胶,采用最多的是二布三胶；三、设计参数橡胶坝袋的设计参数包括： 坝高（H1） 、内压水头（H0） 、内压比（a ） 、上游坝面曲线段长度（S1 ） 、下游坝面曲线段长度（S） 、上游贴地段长度（ n） 、下游贴地段长度（X0） 、坝袋有效周长（L0） 、坝袋单宽容积（ V） o四、坝
30、基设计：1 设计坝高H1设计坝高( H l )为坝顶高程与堰顶高程之差，坝顶高程宜高于上游正常水位0.1 0.2m。2内压水头H0内压水头H 0为橡胶坝坝内的压力水头， 水头越高， 坝袋的周长越短，径向拉力越大。3设计内压比aa = H O /H l(7-53)设计内压比a值的选用应经技术经济比较后确定，充水橡胶坝内外压比值宜选用1 .2 5 -1 .6 0 ；充气橡胶坝内外压比值宜选用0.75 1.10。4上游贴地段长度n5下游贴地段长度X0X 0的计算公式比较复杂，可以参照 橡胶坝技术规范SL227-98的附录B, 一般的可以查表8-14进行计算确定；6上游坝面曲线段长度S 1、下游坝面曲
31、线段长度S和坝袋有效周长L0上游坝面曲线段长度S 1和下游坝面曲线段长度S可以查表8-14进行计算确定，坝袋有效周长L0 ( 不包括锚固长度) 与锚固类型有关，对于单锚固： LO=Sl+S+n+XO对于双锚固： LO=S1+S双锚固的底垫片有效长度( 不包括锚固长度) 10= n+XO7坝袋单宽容积V(m2)坝袋单宽容积查表8-14进行计算确定。五、坝袋选择1坝袋径向计算强度坝袋径向强度可以按下式计算，也可以查表7-14进行计算，但要注意单位。T=v(a-0.5)H12/2式中： T坝袋径向计算强度，kN/m；Y -水的容重，kN/m3；a 设计内压比；HI-设计坝高，m。2坝袋径向设计强度根
32、 据 橡胶坝技术规范SL227-98： “ 坝袋强度设计安全系数充水坝应不小于6 .0 ,充气坝应不小于8.0。 ”的规定，对于充水坝坝袋径向设计强度应满足T 设26T3坝袋纬向设计强度从理论上讲，坝袋纬向是不受力的，但由于实际运行中坝袋的摆动，施工的误差，在坝袋的纬向肯定会产生一定的作用力，但目前还没有一种比较准确的计算方法，只能用一种经验的和近似的方法。根据试验结果分析，堵头式橡胶坝纬向设计强度可按径向设计强度的0.5倍选取。橡胶坝坝体纵断面采用梯形或矩形布置，在边墙、边坡采用压板锚固时，纬向设计强度取用径向设计强度的0.8 1.0倍。坝袋选择的步骤：首先计算出坝袋的设计强度，然后根据设计
33、强度的要求选择胶布的型号和层数，最后确定各层橡胶的厚度和坝袋的总厚度。H 1 ( 7-54 ) n?12(?l)六、锚固方式橡胶坝锚固的作用，是用锚固构件将坝袋胶布固定在承载底板和端墙( 或 边坡) 上，形成一个封闭袋囊。因此，锚固是橡胶坝能否稳定起到挡水作用的关键部位，其构件必须满足设计的强度和耐久性，达到牢固可靠和严密不透水的要求。锚固按锚固线布置分单锚固线和双锚固线两种。锚固按结构型式可分为螺栓压板锚固、楔块挤压锚固以及胶囊充水锚固三种。1、单线锚固和双线锚固2、 螺 栓 压 板 式 锚 固 组 成 。按使用的压板材料分为不锈钢、普通钢、铸铁和钢筋混凝土压板等。为防止锈蚀，螺栓应用不锈钢
34、材料，若用普通钢应经过防锈蚀处理，如镀锌等。因精制螺栓在运用中易于滑扣，应采用粗制螺栓较好。3、 楔块挤压式锚固楔块挤压式锚固系由前坝袋胶布卷塞入槽中。用楔块挤紧。4、 胶囊充水锚固胶囊充水锚固是用胶布做成胶囊，胶囊内充水或充气将坝袋挤紧，充水胶囊制造全部由厂家完成，拆装方便，止水性好。七、橡胶坝充排水方式坝袋的充排水方式有两种，即动力式、混合式。所谓动力式，即坝袋的充、坍完全利用水泵进行；混合式即坝袋的充、坍部分利用水泵来完成，部分利用现有工程条件自充或自排。橡胶坝充排水系统由管道系统、水泵机组、水帽、闸阀和辅助设备等组成。1、 管道的直径按下式计算：管道中的流速按下述原则选取：进水管中的流
35、速宜取1.22m/s；充排水管、出水管中的流速宜取25m/s；超压溢流管的管道直径应与充排水管的管道直径相同。2、 水泵设计流量的确定水泵的选型应根据坝的规模、充 ( 坍 )坝时间及拟定的系统确定水泵的流量。水泵的流量按下式计算：( a ) 楔块挤压式锚固示意图 (b ) 楔块锚固计算图楔块、后楔块和压轴组成，见 图 8-66 (a )0锚固槽有靴形和梯形两种，施工时用压轴将Q=V/nt式 中 Q-计算的水泵所需最小流量，m3/h；V- 坝袋充水容积，m3；n-水泵台数；一般不应少于2台；t充坝或坍坝所要求的最短时间，h ( 小时) 。3、 水泵设计扬程的确定水泵的扬程应根据管道的布置分别计算充坝或坍坝时所需的水压力:HB= ( V l- V 2 ) + A H式 中HB-水泵所需的扬程，m；V I 水泵出水管管口高程，m；当出水管直接向坝袋充水时，则V l= a H l + V 3 a ,坝袋内压比；H 1 ,坝高；7 3 ,坝底板高程;V 2 水泵进水管最低水位，m； H水泵进水管、 充排水管和出水管等管道系统的水头损失总和,m。根据上述确定的水泵流量和扬程，参照水泵的样本即可选用合适的水泵。
